JP2000335363A - 乗員姿勢検出装置 - Google Patents
乗員姿勢検出装置Info
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- JP2000335363A JP2000335363A JP11145589A JP14558999A JP2000335363A JP 2000335363 A JP2000335363 A JP 2000335363A JP 11145589 A JP11145589 A JP 11145589A JP 14558999 A JP14558999 A JP 14558999A JP 2000335363 A JP2000335363 A JP 2000335363A
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- electrodes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 乗員の姿勢を検知してエアバッグ展開時の作
動抑制を図る。 【解決手段】 ステアリング1の中央部のエアバッグパ
ッド3の裏面に、人体との距離に応じて容量が変化する
一対の送信電極5a及び受信電極5bを配置する。この
電極5a,5b間の容量変化を姿勢検出回路で検出して
乗員の姿勢を検出する。この検出結果に応じてエアバッ
グの作動を制御する。一対の電極5a,5b間には、受
信電極5b側にガード電極5cが配置され、電極5a,
5b間の直接的な結合を阻止して、検出感度を向上させ
る。
動抑制を図る。 【解決手段】 ステアリング1の中央部のエアバッグパ
ッド3の裏面に、人体との距離に応じて容量が変化する
一対の送信電極5a及び受信電極5bを配置する。この
電極5a,5b間の容量変化を姿勢検出回路で検出して
乗員の姿勢を検出する。この検出結果に応じてエアバッ
グの作動を制御する。一対の電極5a,5b間には、受
信電極5b側にガード電極5cが配置され、電極5a,
5b間の直接的な結合を阻止して、検出感度を向上させ
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、航空機の
座席等に設置して乗員の姿勢を検出する乗員姿勢検出装
置に関する。
座席等に設置して乗員の姿勢を検出する乗員姿勢検出装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、安全上の面から車両に装備さ
れる乗員保護装置として、エアバッグ装置が使用されて
いる。エアバッグ装置は、車両が急減速したときに、こ
れを検知してインフレータを着火させ、インフレータの
内部に収容されたガス発生剤を燃焼させて、これによっ
て生じたガスを袋体に瞬間的に送り込むことにより、袋
体を瞬時に膨脹させて乗員の頭部等を衝撃から守るクッ
ションとして機能させる。このエアバッグ装置の袋体と
インフレータは、通常、運転席側にあっては、ステアリ
ングの中央のパッド内に収容され、助手席側にあって
は、ダッシュボード等に収容される。また、最近では、
側面からの衝突にも対応できるように、サイドエアバッ
グを設けたものも知られており、この場合には、ドアの
内張り内等に収容される。
れる乗員保護装置として、エアバッグ装置が使用されて
いる。エアバッグ装置は、車両が急減速したときに、こ
れを検知してインフレータを着火させ、インフレータの
内部に収容されたガス発生剤を燃焼させて、これによっ
て生じたガスを袋体に瞬間的に送り込むことにより、袋
体を瞬時に膨脹させて乗員の頭部等を衝撃から守るクッ
ションとして機能させる。このエアバッグ装置の袋体と
インフレータは、通常、運転席側にあっては、ステアリ
ングの中央のパッド内に収容され、助手席側にあって
は、ダッシュボード等に収容される。また、最近では、
側面からの衝突にも対応できるように、サイドエアバッ
グを設けたものも知られており、この場合には、ドアの
内張り内等に収容される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のエアバック装置
は、乗員の姿勢に拘わらず、エアバッグを展開している
ので、インフレータと乗員の頭部とが極めて近い状態で
エアバッグが作動することがある。この場合、エアバッ
グ展開によって乗員の頭部に大きな衝撃を与えることに
なる。このような問題を生じさせないためには、乗員と
インフレータとの距離を正確に検知する必要がある。
は、乗員の姿勢に拘わらず、エアバッグを展開している
ので、インフレータと乗員の頭部とが極めて近い状態で
エアバッグが作動することがある。この場合、エアバッ
グ展開によって乗員の頭部に大きな衝撃を与えることに
なる。このような問題を生じさせないためには、乗員と
インフレータとの距離を正確に検知する必要がある。
【0004】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、乗員の姿勢を検知してエアバッグ展開時の作動抑
制を図ることができる乗員姿勢検出装置を提供すること
を目的とする。
ので、乗員の姿勢を検知してエアバッグ展開時の作動抑
制を図ることができる乗員姿勢検出装置を提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係る乗員姿勢検
出装置は、車両の衝突時に膨脹するエアバッグの収容部
の近傍に配置されて、人体との距離に応じて容量が変化
する少なくとも一対の送信電極及び受信電極と、前記送
信電極に所定の送信信号を供給する送信回路と、前記送
信電極及び受信電極間に配置されて前記送信電極から前
記受信電極への直接的な結合を阻止するガード電極と、
前記送信電極及び受信電極間の容量変化を検出して乗員
の姿勢を検出する姿勢検出回路とを備えたことを特徴と
する。
出装置は、車両の衝突時に膨脹するエアバッグの収容部
の近傍に配置されて、人体との距離に応じて容量が変化
する少なくとも一対の送信電極及び受信電極と、前記送
信電極に所定の送信信号を供給する送信回路と、前記送
信電極及び受信電極間に配置されて前記送信電極から前
記受信電極への直接的な結合を阻止するガード電極と、
前記送信電極及び受信電極間の容量変化を検出して乗員
の姿勢を検出する姿勢検出回路とを備えたことを特徴と
する。
【0006】本発明によれば、エアバッグの収容部の近
傍に少なくとも一対の送信電極及び受信電極が配置さ
れ、これらの電極と人体との距離が容量値として検出さ
れるので、乗員の姿勢を正確に判定することができる。
そして、頭部等がエアバックに近いときにはインフレー
タの作動を抑制することにより、エアバッグの展開によ
る頭部への衝撃を防ぐことができる。
傍に少なくとも一対の送信電極及び受信電極が配置さ
れ、これらの電極と人体との距離が容量値として検出さ
れるので、乗員の姿勢を正確に判定することができる。
そして、頭部等がエアバックに近いときにはインフレー
タの作動を抑制することにより、エアバッグの展開によ
る頭部への衝撃を防ぐことができる。
【0007】電極が配置される場所としては、例えば車
両のステアリングの中央部のエアバッグパッドの裏面、
ダッシュボード、ドアの内張り内等が考えられる。
両のステアリングの中央部のエアバッグパッドの裏面、
ダッシュボード、ドアの内張り内等が考えられる。
【0008】本発明は、特に送信電極と受信電極との間
に、これらの電極間の直接的な結合を阻止するガード電
極が配置されているので、電極間を直接流れる電流に対
する、外部の人体を介して流れる電流の比を、ガード電
極がない場合よりも高くすることができる。これによ
り、電極間に人体が近づいたときの検出感度を高めるこ
とができる。ガード電極は、送信電極から外部の人体へ
の電界を阻止しないように、受信電極の近傍に配置され
ることが望ましい。
に、これらの電極間の直接的な結合を阻止するガード電
極が配置されているので、電極間を直接流れる電流に対
する、外部の人体を介して流れる電流の比を、ガード電
極がない場合よりも高くすることができる。これによ
り、電極間に人体が近づいたときの検出感度を高めるこ
とができる。ガード電極は、送信電極から外部の人体へ
の電界を阻止しないように、受信電極の近傍に配置され
ることが望ましい。
【0009】なお、本発明の姿勢制御装置を用いてエア
バッグの作動制御を行うエアバッグ作動制御装置を構成
する場合には、前述した姿勢制御装置を、エアバッグの
展開制御を行うエアバッグ制御回路と組み合わせればよ
い。エアバッグ制御回路は、姿勢検出回路で乗員の頭が
エアバッグに近いと検知された場合にはエアバッグの作
動を抑制するようにエアバッグの作動を制御するもので
あればよい。
バッグの作動制御を行うエアバッグ作動制御装置を構成
する場合には、前述した姿勢制御装置を、エアバッグの
展開制御を行うエアバッグ制御回路と組み合わせればよ
い。エアバッグ制御回路は、姿勢検出回路で乗員の頭が
エアバッグに近いと検知された場合にはエアバッグの作
動を抑制するようにエアバッグの作動を制御するもので
あればよい。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施の形態について説明する。図1は、この発明
に係る乗員姿勢検出装置の電極配置を説明するための図
である。自動車のステアリング1は、ホイール本体2
と、ステアリング1の中心部に設けられて図示しないエ
アバッグのインフレータ及び袋体が収容されるエアバッ
グパッド3と、両者を連結するハブ4とにより構成され
ている。この実施例では、エアバッグパッド3の裏面に
矩形状の送信電極5a及び受信電極5bを所定の間隔を
空けて配置すると共に、両電極5a,5b間の受信電極
5b近傍にガード電極5cを配置している。
ましい実施の形態について説明する。図1は、この発明
に係る乗員姿勢検出装置の電極配置を説明するための図
である。自動車のステアリング1は、ホイール本体2
と、ステアリング1の中心部に設けられて図示しないエ
アバッグのインフレータ及び袋体が収容されるエアバッ
グパッド3と、両者を連結するハブ4とにより構成され
ている。この実施例では、エアバッグパッド3の裏面に
矩形状の送信電極5a及び受信電極5bを所定の間隔を
空けて配置すると共に、両電極5a,5b間の受信電極
5b近傍にガード電極5cを配置している。
【0011】図2は、これら電極5a,5b,5cの本
体部への電気的な接続を取るための構造を示したもので
ある。ステアリング1に取り付けられた電極5a,5
b,5c及びエアバッグモジュール11と、自動車本体
の図示しないコントローラや姿勢検出回路との間は、ク
ロックスプリング12によって電気的に接続される。こ
れにより、ステアリング1が回転中にも電極5a,5
b,5cと姿勢検出回路との接続が途切れない。
体部への電気的な接続を取るための構造を示したもので
ある。ステアリング1に取り付けられた電極5a,5
b,5c及びエアバッグモジュール11と、自動車本体
の図示しないコントローラや姿勢検出回路との間は、ク
ロックスプリング12によって電気的に接続される。こ
れにより、ステアリング1が回転中にも電極5a,5
b,5cと姿勢検出回路との接続が途切れない。
【0012】図3は、電極5a,5bが接続される姿勢
検出回路の一例を示す回路図である。発振回路21は、
送信電極5aに所定周波数の発信信号を供給する。送信
電極5aからの発信信号は、受信電極5bで受信され
る。電極5a,5b間に配置されて接地されたガード電
極5cは、送信電極5aから受信電極5bへの直接的な
結合を防止するために設けられている。受信電極5bで
受信された受信信号は、基準容量22と、アンプ23
と、アンプ23の直流飽和を防止する抵抗35,36及
び容量37とからなる増幅器24で増幅される。その増
幅率は、電極5a,5b間容量と基準容量22との比で
決まる。この増幅器24の出力は、アンプ25、このア
ンプ25の反転入力端子及び非反転入力端子にそれぞれ
接続された抵抗26,27、アンプ25の帰還経路に帰
還方向に順方向接続されたダイオード28、アンプ25
の出力に逆方向接続されたダイオード29及びダイオー
ド29のアノード側からアンプ25の反転入力端子に至
る帰還経路に接続された抵抗30からなる半波整流回路
31により、半波整流される。その出力は、抵抗32及
び容量33からなる平滑化回路34によって平滑化さ
れ、電極5a,5b間の容量を示す直流信号として取り
出される。
検出回路の一例を示す回路図である。発振回路21は、
送信電極5aに所定周波数の発信信号を供給する。送信
電極5aからの発信信号は、受信電極5bで受信され
る。電極5a,5b間に配置されて接地されたガード電
極5cは、送信電極5aから受信電極5bへの直接的な
結合を防止するために設けられている。受信電極5bで
受信された受信信号は、基準容量22と、アンプ23
と、アンプ23の直流飽和を防止する抵抗35,36及
び容量37とからなる増幅器24で増幅される。その増
幅率は、電極5a,5b間容量と基準容量22との比で
決まる。この増幅器24の出力は、アンプ25、このア
ンプ25の反転入力端子及び非反転入力端子にそれぞれ
接続された抵抗26,27、アンプ25の帰還経路に帰
還方向に順方向接続されたダイオード28、アンプ25
の出力に逆方向接続されたダイオード29及びダイオー
ド29のアノード側からアンプ25の反転入力端子に至
る帰還経路に接続された抵抗30からなる半波整流回路
31により、半波整流される。その出力は、抵抗32及
び容量33からなる平滑化回路34によって平滑化さ
れ、電極5a,5b間の容量を示す直流信号として取り
出される。
【0013】この構成によれば、図4(a)に示すよう
に、電極5a,5bの近傍に人体が存在しないときには
所定の容量値が観測される。しかし、同図(b)に示す
ように、電極5a,5bの近傍に人体41が存在する場
合には、シャンティング電流I2が発生し、電極5a,
5bの容量を、見かけ上同図(a)の場合よりも低下さ
せる。この容量変化を図3の検出回路で検出する。
に、電極5a,5bの近傍に人体が存在しないときには
所定の容量値が観測される。しかし、同図(b)に示す
ように、電極5a,5bの近傍に人体41が存在する場
合には、シャンティング電流I2が発生し、電極5a,
5bの容量を、見かけ上同図(a)の場合よりも低下さ
せる。この容量変化を図3の検出回路で検出する。
【0014】即ち、図3に示すように、電極5a,5b
間容量をC、基準容量22をCr、増幅器24の入力電
圧をVinとすると、増幅器24の出力電圧Voutは、下
記数1のように表される。
間容量をC、基準容量22をCr、増幅器24の入力電
圧をVinとすると、増幅器24の出力電圧Voutは、下
記数1のように表される。
【0015】
【数1】Vout=(C/Cr)Vin
【0016】従って、人体がステアリング1の中心部に
近づいて電極5a,5b間の容量Cが低下すると、出力
電圧Voutも低下する。これを示したのが図5のグラフ
である。このグラフは、電極と乗員との距離に対する検
出回路の出力電圧を示している。この図から明らかなよ
うに、乗員と電極とが近い場合には、検出回路の出力電
圧が大幅に低下するので、これにより乗員の姿勢を検知
することができる。
近づいて電極5a,5b間の容量Cが低下すると、出力
電圧Voutも低下する。これを示したのが図5のグラフ
である。このグラフは、電極と乗員との距離に対する検
出回路の出力電圧を示している。この図から明らかなよ
うに、乗員と電極とが近い場合には、検出回路の出力電
圧が大幅に低下するので、これにより乗員の姿勢を検知
することができる。
【0017】ところで、図4(b)に示すように、電極
5a,5b間にガード電極5cが存在しない場合、送信
電極5aから受信電極5bへの直接的な結合によって流
れる電流I1が、人体41を介した漏れ電流I2よりもは
るかに大きいため、電極5a,5bと人体41との距離
が数十cmでは電極間容量Cの変化率が小さい。従っ
て、検出すべき人体41と電極5a,5bとの距離が離
れている場合には、検出感度が低い。
5a,5b間にガード電極5cが存在しない場合、送信
電極5aから受信電極5bへの直接的な結合によって流
れる電流I1が、人体41を介した漏れ電流I2よりもは
るかに大きいため、電極5a,5bと人体41との距離
が数十cmでは電極間容量Cの変化率が小さい。従っ
て、検出すべき人体41と電極5a,5bとの距離が離
れている場合には、検出感度が低い。
【0018】そこで、同図(c)に示すように、電極5
a,5b間にガード電極5cを配置すると、発信電極5
aからの電界の大部分はガード電極5cによってシール
ドされるので、電極5a,5b間の直接的な結合が少な
くなり、電極5a,5b間を直接流れる電流I1′も少
なくなる。これにより、I2′/I1′>I2/I1とな
り、検出感度が向上する。
a,5b間にガード電極5cを配置すると、発信電極5
aからの電界の大部分はガード電極5cによってシール
ドされるので、電極5a,5b間の直接的な結合が少な
くなり、電極5a,5b間を直接流れる電流I1′も少
なくなる。これにより、I2′/I1′>I2/I1とな
り、検出感度が向上する。
【0019】図6は、電極5a,5bと検出対象との距
離に対する出力電圧の変化量を初期値に対する比で表し
たグラフである。この図から明らかなように、ガード電
極を付けた実施例では、ガード電極を付けなかった比較
例に比べて出力電圧の変化量が大きくなり、検出感度が
向上している。また、図7は、電極と検出対象との距離
に対する、ガード電極を付加したことによる出力電圧の
変化量の向上率を示したグラフである。この図から明ら
かなように、ガード電極を付加したことによって、各距
離における変化率の向上率はいずれも20%以上である
ことが分かる。
離に対する出力電圧の変化量を初期値に対する比で表し
たグラフである。この図から明らかなように、ガード電
極を付けた実施例では、ガード電極を付けなかった比較
例に比べて出力電圧の変化量が大きくなり、検出感度が
向上している。また、図7は、電極と検出対象との距離
に対する、ガード電極を付加したことによる出力電圧の
変化量の向上率を示したグラフである。この図から明ら
かなように、ガード電極を付加したことによって、各距
離における変化率の向上率はいずれも20%以上である
ことが分かる。
【0020】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。上記実施例では、矩形状の電極5a〜
5cを使用したが、例えば、図8に示すように、同心円
状に配置された送信電極6a、受信電極6b及びガード
電極6cを用いることもできる。電極6a〜6cが同心
円状に配置されているので、電極6a〜6bの側方に位
置する人体による影響が少なく、紙面と直交する方向の
検出指向性が向上する。図8(a)は、送信電極6aが
中心に配置された例で、この場合には、環状の受信電極
6bの内側直近に環状のガード電極6cが配置される。
図8(b)は、受信電極6bが中心に配置された例で、
この場合には、中心に配置された円形の受信電極6bの
周囲直近に環状のガード電極6cが配置される。
るものではない。上記実施例では、矩形状の電極5a〜
5cを使用したが、例えば、図8に示すように、同心円
状に配置された送信電極6a、受信電極6b及びガード
電極6cを用いることもできる。電極6a〜6cが同心
円状に配置されているので、電極6a〜6bの側方に位
置する人体による影響が少なく、紙面と直交する方向の
検出指向性が向上する。図8(a)は、送信電極6aが
中心に配置された例で、この場合には、環状の受信電極
6bの内側直近に環状のガード電極6cが配置される。
図8(b)は、受信電極6bが中心に配置された例で、
この場合には、中心に配置された円形の受信電極6bの
周囲直近に環状のガード電極6cが配置される。
【0021】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、エ
アバッグの収容部の近傍に少なくとも一対の電極が配置
されてこの電極と人体との距離が容量値として検出さ
れ、しかも電極間にガード電極が設けられてるので、電
極間の直接的な結合による電流値を少なくすることが出
来、もって検出感度を高めることができるという効果を
奏する。
アバッグの収容部の近傍に少なくとも一対の電極が配置
されてこの電極と人体との距離が容量値として検出さ
れ、しかも電極間にガード電極が設けられてるので、電
極間の直接的な結合による電流値を少なくすることが出
来、もって検出感度を高めることができるという効果を
奏する。
【図1】 この発明の一実施例に係る姿勢検出装置の電
極配置を説明するためのステアリングの平面図である。
極配置を説明するためのステアリングの平面図である。
【図2】 同電極が収納されるステアリングの構造を示
す分解斜視図である。
す分解斜視図である。
【図3】 同装置における姿勢検出回路の回路図であ
る。
る。
【図4】 同装置における姿勢検出の原理を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図5】 同装置における電極と乗員の距離と検出回路
の出力電圧との関係を示すグラフである。
の出力電圧との関係を示すグラフである。
【図6】 同装置における検出対象と電極との間の距離
に対する出力電圧の変化量を示すグラフである。
に対する出力電圧の変化量を示すグラフである。
【図7】 同装置における検出対象と電極との間の距離
に対するガード電極による出力電圧変化量の向上率を示
すグラフである。
に対するガード電極による出力電圧変化量の向上率を示
すグラフである。
【図8】 本発明の他の実施例に係る電極パターンを示
す図である。
す図である。
1…ステアリング、3…エアバッグパッド、5a,6a
…送信電極、5b,6b…受信電極、5c,6c…ガー
ド電極。
…送信電極、5b,6b…受信電極、5c,6c…ガー
ド電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小金井 幸雄 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 大庭 清嗣 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 明石 一弥 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 照沼 一郎 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 Fターム(参考) 2F063 AA22 AA37 BA29 DA01 DA05 HA01 3D054 AA02 AA03 AA13 AA14 EE11 EE27 FF16
Claims (2)
- 【請求項1】 車両の衝突時に膨脹するエアバッグの収
容部の近傍に配置されて、人体との距離に応じて容量が
変化する少なくとも一対の送信電極及び受信電極と、 前記送信電極に所定の送信信号を供給する送信回路と、 前記送信電極及び受信電極間に配置されて前記送信電極
から前記受信電極への直接的な結合を阻止するガード電
極と、 前記送信電極及び受信電極間の容量変化を検出して乗員
の姿勢を検出する姿勢検出回路とを備えたことを特徴と
する乗員姿勢検出装置。 - 【請求項2】 前記ガード電極は、前記受信電極の近傍
に配置されていることを特徴とする請求項1記載の乗員
姿勢検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11145589A JP2000335363A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 乗員姿勢検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11145589A JP2000335363A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 乗員姿勢検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000335363A true JP2000335363A (ja) | 2000-12-05 |
Family
ID=15388592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11145589A Pending JP2000335363A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 乗員姿勢検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000335363A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005538349A (ja) * | 2002-09-06 | 2005-12-15 | ナノテック ソリューション | 容量センサー式近接検出器 |
| JP2006347329A (ja) * | 2005-06-15 | 2006-12-28 | Nippon Soken Inc | 乗員検知システム |
| JP2011503518A (ja) * | 2006-11-27 | 2011-01-27 | イデント テクノロジー アーゲー | 近傍電界の吸収による体の一部の検出のための装置 |
-
1999
- 1999-05-25 JP JP11145589A patent/JP2000335363A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005538349A (ja) * | 2002-09-06 | 2005-12-15 | ナノテック ソリューション | 容量センサー式近接検出器 |
| JP2006347329A (ja) * | 2005-06-15 | 2006-12-28 | Nippon Soken Inc | 乗員検知システム |
| JP2011503518A (ja) * | 2006-11-27 | 2011-01-27 | イデント テクノロジー アーゲー | 近傍電界の吸収による体の一部の検出のための装置 |
| US9000955B2 (en) | 2006-11-27 | 2015-04-07 | Ident Technology Ag | Arrangement for the detection of body parts by absorbing an electrical near field |
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Legal Events
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